miRNA与肾脏发育

MicroRNAs(miRNAs)是一类内源性小非编码RNA(约19～25个核苷酸),主要通过与靶mRNA中的互补靶序列结合,在转录后水平负调节基因表达.miRNA在包括器官发育在内的广泛生物过程中发挥着重要作用.最近研究表明,某些miRNA在肾脏高表达,并与肾脏发育及肾脏疾病密切相关,提示miRNA为肾脏生理学和病理...     

心脏早期发育的基因控制

果蝇和脊椎动物的心脏发育在早期具有惊人的相似性,两似从两侧心肌中胚层分化出心脏前体细胞,再在胚肿的中部形成一个管状结构,有研究结果表明,果蝇心脏发育基因控制模型是代替人体心脏发育研究的一个理想模式。     

心脏发育的基因调控

心脏发育是一个复杂的过程.在脊椎动物和无脊椎动物果蝇中驱动早期心脏分化的基因具有惊人的相似性.以果蝇、斑马鱼、小鼠等作为模式动物,以心脏的发育过程为主线,探讨了心脏发育的基因调控的研究进展.     

控制果蝇心脏早期发育的基因研究进展

果蝇心脏早期发育与脊椎动物乃至人具有相似的分子机理,自90年代以来,通过P转位子诱变方法已鉴定出20多个与果蝇早期发育相关基因,这为揭示人体心脏发育的基因调控机理提供了重要的依据。     

利用RNAi技术研究果蝇心脏发育基因的功能

RNAi是近两年发展起来的一种阻抑基因表达的新方法。它通过导入一段与内源基因同源的双链RNA序列（dsRNA）,使内源mRNA降解,从而达到阻抑基因表达的目的。目前已在线虫、果蝇、臭虫、真菌及植物等生物中建立RNAi技术,用于研究某些特定基因或已知基因在特定发育时期的功能。对于难于获得突变体的基因或生物体,RNAi技术尤其有效。虽然果蝇心脏发育基因wingless和tinman在果蝇心脏发育的早期功能已经清楚,它们都与果蝇心脏前体细胞的形成有关,但它们在果蝇心脏发育的后期功能仍有待进一步研究。实验运用RNAi技术,分别将tinman和wingless的dsRNA注入果蝇的早期胚胎,得到了这两个基因的dsRNA干扰表型,与两个基因的突变体表型非常相似,都表现为果蝇心脏前体细胞不能形成或心脏管缺失。尤其是tinman基因的dsRNA,还引起了肠中胚胎层缺失和体壁肌肉组织的紊乱,而wingless基因的dsRNA却只影响心脏的形成,而不影响肠中胚层,说明dsRNA干扰具有非常强的特异性,因而不失为研究果蝇心脏发育基因功能的有效方法。     

小鼠心脏发育的形态学研究

目的建立小鼠心脏正常发育的时间表以及对应的形态学特征模式.方法小鼠胚胎ED8.5、ED9.5、ED10.5、ED11.5、ED12.5、ED14.5、ED16.5、ED18.5和P1(postnatal day)(出生后1 d的仔鼠)标本,进行整体或心脏部位不同轴向切片,HE染色,采用PCTV图像分析系统,对各时相小鼠心脏形态发育特征进行研究.结果 ⑴细胞结构发育的时空模式:① ED8.5时,生心板形成;ED9.5时,心肌细胞呈不规则的纺锤形,细胞的大小多样化,细胞核小;ED10.5时,小血管和着色较浅的肌原纤维出现,细胞之间连接较松;ED11.5时,心肌纤维排列较紧,纵断面上呈细长形,横断面上呈不规则多角形;ED12.5时,细胞核着色更清晰,心肌细胞形状逐渐规则,细胞之间紧密连接,同时闰盘结构出现在心室心肌细胞.②ED12.5时心肌小梁结构第一次在心室出现,ED14.5时增厚,而在心房少见心肌小梁.⑵心室结构的形成和心脏发育的成熟:①心肌间充质网络结构在ED10.5的心室中明显呈现,随着它的发育,心室的心内膜在ED11.5出现,心室心外膜可以辨认.②房室隔在ED12.5完全形成,心内膜垫在ED12.5开始发生并快速发育,促进室间隔在ED14.5完全形成.③心包膜在ED16.5可明显辨认,心包膜腔形成,此时近段流出道心内膜垫完全心肌细胞替换.结论肌原纤维细胞和心肌间充质细胞同时在ED10.5出现,提示肌原纤维对心肌细胞的成型和心肌化起作用.细胞的结构变化和心肌层的成熟过程,显示小鼠心脏部位成熟时间的不同,心室成熟相对较晚.     

心脏发育候选基因AHNAKβ的克隆和表达研究

心脏发育过程是一个错综复杂的过程,由一系列的基因参与完成.虽然目前已经鉴定出很多与心脏发育相关的基因,但是仍有很多心脏发育相关基因有待鉴定.作者从小鼠心脏cDNA文库中分离并鉴定了一个心脏发育候选基因AHNAKβ.AHNAKβ位于11q12.2,长1 064 bp,由6个外显子和5个内含子组成,其中开放阅读框(ORF)长450 bp (258~710 nt),编码含有149个氨基酸,蛋白质大小约为16.0 kD.我们构建了原核细胞表达载体,在大肠杆菌中表达并纯化了GST- AHNAKβ融合蛋白,然后制备了该蛋白的兔免疫血清.利用该抗体进行了小鼠成体组织Western blot以分析该基因的蛋白表达模式.研究结果表明AHNAKβ在小鼠成体子宫、小肠等多种组织表达,在心脏中表达较高,提示它可能在心脏组织中具有某种重要作用.     

Nkx2—5基因与心脏发育

心脏发育是一个极其复杂的过程,它涉及胚胎发育过程中不同时间、不同空间的若干基因的先后表达。大量研究表明Ｎｋｘ２－５／Ｃｓｘ基因作为与发育密切相关的同源盒基因（ｈｏｍｅｏｂｏｘｇｅｎｅ）的一种,在心脏发育过程中起重要作用。本文根据已发表的文献资料,系统地阐述Ｎｋｘ２－５基因的结构、表达及其在心脏的调节功能与途径,进而在分子水平上对心脏的发生和发病有更深入的了解。     

果蝇心脏发育研究三十年进展

果蝇(Drosophila melanogaster)作为最早用于研究心脏发育基因调控的模式生物,已经走过三十年的历程。果蝇心脏发育过程经历了胚胎期、幼虫期和成虫期三大阶段。在胚胎早期, Tinman、Dorsocross和Pannier等基因是关键的调控因子。Tinman参与最早的心脏前体细胞分化和心脏细胞形成,而Dorsocross和Pannier则影响心脏前体细胞的定向分化和心脏管腔的形成。进入胚胎晚期和幼虫期,果蝇的心管经历进一步的发展和重塑,该过程主要受到转录因子Hand、Mef2以及Hox基因家族的调控。在成虫期, Hox基因家族和Tinman依旧发挥重要作用。虽然果蝇心脏与脊椎动物成熟心脏存在形态上的差异,但两者心脏的早期发育过程以及调控基因和信号通路都有保守性。本文综述了果蝇心脏发育基因调控研究的三十年进展以及利用果蝇模型研究人类心脏相关疾病的潜在希望。     

果蝇心脏发育起调控作用的候选基因的筛选

果蝇的早期心脏发育与脊椎动物的早期发育模式具有惊人的相似,所以果蝇成为研究脊椎动物心脏发育的模式动物,通过对其心脏发育基因的研究,可加速揭示人体心脏的发育机理。为进一步筛选并克隆出新的心脏发育基因,本实验采用经化学诱变的平衡致死系的果蝇,进行心脏特异性抗体染色,观察到10个致死系表现出心脏突变表型,并将已确定遗传学部位的6个品系缩小到更小区域。Screening of the Genes in Controlling HeartDevelopment of DrosophilaYANG Yue-jun,WU Xiu-shan,LI MinCollege of life sciences,Hunan Normal University,Changsha 410081,ChinaAbstract:It is becoming increasingly evident that remarkable similaries of heart development are revealed in Drosophila and vertebrate,Therefore Drosophila can be used as a prototype to explore the vertebrate.This can in accelerate to revealing of the machanisms of human heart development.In order to screen and clone new genes that control the heart development,we have established the balanced-lethal lines by chemical mutagen and performed the heart-specific antibody.Ten of lines showed mutant phenotype,of which 6 were determined the smaller genetic sites for gene location.Key words：Drosophila; heart develop; genes     

T-box家族与心脏发育

T-box家族是目前新发现的一个转录因子家族,该家族成员均具有与Brachyury的T座位同源的DNA结合结构域,它们在许多物种的发育过程特别是心脏发育的过程中起着关键性的作用.目前,人们已经从系统发育学的角度对该家族的进化关系及表达进行了分析,对T-box基因功能的研究工作也正在开始,并且都取得了一些重要的成果.     

影响果蝇心脏发育的基因突变

最近的研究表明,果蝇与脊椎动物及人的心脏早期发育具有极为相似的基因控制机理,果蝇已成为研究人体心脏早期发育基因控制的理想模式动物。利用化学诱变剂甲磺酸乙酯大规模地诱变影响果蝇心脏发育的基因,利用心脏特异性抗体染色进行筛选,获得了112个有心脏突变表型的致死系,其中32个致死系的心脏畸变表型有别于目前已知心脏发育基因的突变表型。细胞遗传学定位研究表明在多线染色体的13个带纹区的某些隐性致死突变基因是目前未知的,其功能可能与发育有关的基因。     

基于表达谱芯片和下一代测序技术筛选先天性心脏病胎儿心肌组织差异表达的miRNA

目的 联合采用表达谱芯片和下一代测序技术同时高通量筛选先天性心脏病胎儿心肌组织表达差异的miRNA.方法 实验组为孕中期先天性畸形胎儿,对照组为同胎龄无心脏畸形的难免流产的胎儿,取胎儿心室心肌组织,联合采用Agilent Human 2.0 microRNAs表达谱芯片和SOLiD下一代测序技术同时观察心肌组织microRNA的表达变化,数据采用生物信息学方法进行分析,并用实时PCR方法验证芯片结果.结果 通过差异miRNA筛选,发现先天性心脏畸形组在表达谱芯片和下一代测序中共同差异的24个miRNA,生物信息学预测到1 606个靶基因,靶基因Gene Ontology分析表明其中与细胞进程、代谢过程、生物调控相关的靶基因为主,Pathway显著性分析表明,部分靶基因为生物信号通路中的关键因子;随机挑选共同表达差异的4个miRNA进行验证,结果表明定量PCR检测结果与芯片与下一代测序共同筛选结果基本相符.结论 这些在先天性心脏病中异常表达的miRNA为研究先天性心脏病分子水平上的发病机制提供了重要的线索,将有可能为心脏相关疾病的诊断和治疗提供新的靶点和研发新的药物.     

miRNA在植物响应高温胁迫中的研究进展

microRNA(miRNA)是一类由20-24个核苷酸组成的小的非编码RNA,通常通过序列互补降解或抑制其靶标基因转录后的翻译过程,从而在转录后水平上调控基因的表达。miRNA在植物基因组中普遍存在,作为一类重要的调节因子参与到植物的生长发育与逆境响应中。目前,已有研究表明高温除了诱导植物编码基因表达发生改变之外,一些非编码RNA的表达也发生了显著改变,其中miRNA作为重要的非编码RNA,参与了植物的高温胁迫响应。对植物miRNA的合成途径,作用机制以及主要功能进行了扼要阐述,重点阐述了高温胁迫下植物miRNA的作用机制,旨在为mi RNA在植物抵抗高温胁迫中的研究与应用提供新的思路。     

microRNA转基因小鼠在心脏发育研究中的应用

microRNA（miRNA）参与调控胚胎心脏的发育,在心脏形态发生、心肌细胞生长及分化过程中发挥着极其重要的作用。通过转基因技术可以实现特异miRNA在心肌组织的过表达与敲除,据此建立的心肌特异性miRNA转基因小鼠模型可以在整体水平揭示miRNA心脏方面的功能。近年,以miRNA为研究对象的心肌特异性转基因小鼠模型数量不断增加。     

World of small RNAs: from ribozymes to siRNA and miRNA

RNAs, besides bridging genetic information to proteins, the major determinants of bio-structures and functions, serve as active regulators of gene expression. Initiated nearly 20 years ago with ribozymes (the small RNAs with catalytic activity providing fine tuning of gene expression and function, used as molecular scissors and tools for gene discovery), an era of more complex and coordinated gene regulation by small RNAs, siRNA, and miRNA has recently started. Simple nucleotide complementarity results in highly ordered and regulated events, such as assembly of RNA and proteins, resulting in gene silencing either by mRNA degradation or suppression of translation. This article reviews our contributions to the understanding of structure, the function of small RNAs, their use in biotechnology, and the understanding of phenotypes such as apoptosis, metastasis, and differentiation.     

MicroRNA与动物发育

MicroRNA(miRNA)是一类约22nt大小的内源性非编码RNA,它们通过剪切靶基因的转录产物或者抑制转录产物的翻译从而起到转录后调控靶基因表达的作用。在动物体内,通过基因敲除等方法所进行的大量研究表明了miRNA参与了胚胎早期发育、脑及神经发育、心脏发育、肌肉及骨骼发育等动物发育的各个方面。miRNA是动物发生发育过程中重要的调控因子。主要介绍了近年来miRNA在动物生长发育过程中的研究进展。     

mRNA差异显示技术在动物早期胚胎发育相关基因研究中的应用

动物从卵裂开始的早期胚胎发育始终伴随着ｍＲＮＡ不断的合成与降解。最初受着受精卵内母体ｍＲＮＡ的控制。当这些ｍＲＮＡ在发育过程中逐渐被降解时,有些动物（如小鼠）在比较早的时期已有新基因的转录;而有些动物（如鱼类、两栖类）迟到囊胚中期以后,合子核的基因才开始转录新的ｍＲＮＡ。ｍＲＮＡ这种有规律的代谢活动控制着细胞的分化、胚层的形成以及模式形成（ｐａｔｅｒｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）。所有这些ｍＲＮＡ水平上的变化都可以用ｍＲＮＡ差异显示法（ｍＲＮＡｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｉｓｐｌａｙ）检测出来并进而获得与早期胚胎发育有关的基因。ｍＲＮＡ差异显示法是由Ｌｉａｎｇ和Ｐａｒｄｅｅ于１９９２年建立起来的,用于显示两种不同组织之间ｍＲＮＡ差异的方法。基于绝大多数ｍＲＮＡ有一个ｐｏｌｙ（Ａ）尾巴,选用一个较特殊的３’端引物─５’Ｔ１１ＭＮ３’,其中Ｍ可以是ｄＡＴＰ,ｄＣＴＰ,ｄＧＴＰ之一,而Ｎ可以是ｄＡＴＰ,ｄＴＴＰ,ｄＣＴＰ,ｄＧＴＰ之一,进行逆转录时,１／１２的ｍＲＮＡ可被逆转录为ｃＤＮＡ。这种ｃＤＮＡ第一链被用来ＰＣＲ扩增,所使用的３’端引物与逆转录引物相同,而５’端引物为１０个碱基的一段寡核苷酸,这类任意（ａｒｂｉｔｒａｒ